Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Darstellungsverfahren der Lichtver
teilung eines zu prüfenden Scheinwerfers nach der Gattung des Haupt
anspruchs. Die Leistungen eines Scheinwerfers werden beispielsweise
durch Isolux-Linien dargestellt. Diese Linien erhält man entweder
durch Berechnung oder durch Messung der Beleuchtung eines vertikalen
Bildschirms mit dem zu prüfenden Scheinwerfer, der sich, gemäß
ECE-Normen, 25 m vor dem Scheinwerfer befindet.The invention is based on a display method of Lichtver
division of a headlight to be tested according to the type of the head
demanding The performance of a headlight, for example
represented by isolux lines. You get these lines either
by calculation or by measuring the lighting of a vertical
Screen with the headlight to be tested, which, according to
ECE standards, located 25 m in front of the headlight.
Diese einfache Darstellungsform ist für die Entwicklung des Schein
werfers erforderlich. Sie weist jedoch den Nachteil auf, die tat
sächliche Beleuchtung einer realen Szene nicht darzustellen, wie sie
etwa der Beobachter, beispielsweise der Fahrer eines Kraftfahrzeugs,
sieht. Es ist ferner bekannt, eine künstliche Szene zu verwenden,
wobei für jeden Punkt dieser Szene die geometrische Lage im Raum
sowie die Reflexionseigenschaften in Abhängigkeit von der Richtung
und der Farbe definiert werden müssen. Damit die Anzahl der Daten
auf ein handhabbares Maß beschränkt bleibt, muß man sich mit einer
sehr schematischen Darstellung der künstlichen Szene begnügen, die
von einer realen Szene sehr weit entfernt ist.
This simple form of presentation is for the development of the bill
thrower required. However, it has the disadvantage that it did
neuter lighting does not represent a real scene like it
such as the observer, for example the driver of a motor vehicle,
sees. It is also known to use an artificial scene
the geometric position in space for each point of this scene
as well as the reflective properties depending on the direction
and the color must be defined. So the number of data
remains limited to a manageable level, one has to deal with one
very schematic representation of the artificial scene, who are content
is very far from a real scene.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Mit dem erfindungsgemäßen Darstellungsverfahren der Lichtverteilung
eines zu prüfenden Scheinwerfers kann die Leistung des Scheinwerfers
mit einer realen Szene dargestellt werden. In einem ersten Schritt
wird die Szene mit einem Analyse-Scheinwerfer aufgenommen. Bei der
Wiedergabe der Szene wird die Helligkeit ortsabhängig korrigiert,
wobei die Korrektur aus dem Verhältnis der Lichtstärke des zu prü
fenden Scheinwerfers und der des Analyse-Scheinwerfers ermittelt
wird.With the display method of light distribution according to the invention
of a headlamp to be tested can affect the performance of the headlamp
can be represented with a real scene. In a first step
the scene is recorded with an analysis spotlight. In the
Playback of the scene, the brightness is corrected depending on the location,
where the correction is based on the ratio of the light intensity of the test
headlight and that of the analysis headlight
becomes.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß die
Leistungen verschiedener Scheinwerfer unter identischen und realen
Bedingungen verglichen werden können. Dies gilt beispielsweise für
die gleiche Straße, die geradlinig oder gebogen sein kann. Ferner
sind Vergleiche der Beleuchtung auf der Straße bei unterschiedlichen
Umweltbedingungen durchführbar, beispielsweise bei einer trockenen
oder nassen Straße sowie bei Regen oder Schnee.The inventive method has the advantage that the
Performance of different headlights under identical and real ones
Conditions can be compared. For example, this applies to
the same street that can be straight or curved. Further
are comparisons of street lighting at different
Environmental conditions feasible, for example in a dry
or wet road as well as in rain or snow.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the subclaims provide for
partial training and improvements in the main claim
specified procedure possible.
In einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird eine reale stationäre Szene fotografiert, die mit dem Analyse-
Scheinwerfer beleuchtet wird. Bei der Wiedergabe der durchsichtigen
fotografischen Aufnahme wird die Helligkeit mit einer Maske korri
giert, die einen ortsabhängigen Transmissionsgrad aufweist, der dem
ermittelten Verhältnis der Lichtstärke des zu prüfenden Scheinwer
fers und der des Analyse-Scheinwerfers entspricht. Bei diesem Aus
führungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn der Analyse-Scheinwerfer
in jede Richtung eine größere Lichtstärke als der zu prüfende
Scheinwerfer aufweist, weil der maximale Transmissionsgrad der Maske
100% nicht überschreiten kann.
In a first embodiment of the method according to the invention
a real stationary scene is photographed, which is analyzed
Spotlight is illuminated. When playing the clear
photographic recording, the brightness is corri with a mask
gier, which has a location-dependent transmittance that the
determined ratio of the light intensity of the headlight to be tested
and the analysis headlamp. With this out
example it is advantageous if the analysis spotlight
a greater light intensity in each direction than the one to be tested
Headlight has because the maximum transmittance of the mask
Cannot exceed 100%.
Besonders einfach wird die Ermittlung des Verhältnisses, wenn die
Lichtstärke des zu prüfenden Scheinwerfers und die Lichtstärke des
Analyse-Scheinwerfers berechnet werden. Die Berechnung des Verhält
nisses der Lichtstärken ist hierbei äquivalent zu der Berechnung des
Verhältnisses der von den beiden Scheinwerfern erzielten Beleuch
tungsstärken bei vorgegebenem Abstand zum Objekt.Determining the ratio becomes particularly easy when the
Luminous intensity of the headlight to be tested and the luminous intensity of the
Analysis headlights can be calculated. The calculation of the ratio
The light intensity is equivalent to the calculation of the
Ratio of the lighting achieved by the two headlights
strengths at a given distance to the object.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfah
rens wird die reale stationäre oder eine reale bewegte Szene mit ei
ner Kamera aufgenommen. Geeignet sind sowohl fotografische als auch
elektronische Kameras. Der belichtete und entwickelte Film der foto
grafischen Kamera wird abgetastet, damit eine elektronische Signal
verarbeitung der Bildinformation vornehmbar ist. Bei der Wiedergabe
der Kamerabilder wird die Helligkeit ortsabhängig durch Multiplika
tion mit dem ermittelten Verhältnis korrigiert. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel entfällt die vorteilhafte Bedingung, daß die Licht
stärke des Analyse-Scheinwerfers für jeden Objektpunkt größer sein
sollte als die des zu prüfenden Scheinwerfers, weil bei der elektro
nischen Bildwiedergabe sowohl eine Reduzierung der Helligkeit als
auch eine Helligkeitserhöhung erfolgen kann.In another embodiment of the method according to the invention
rens becomes the real stationary or a real moving scene with egg
ner camera recorded. Both photographic and are suitable
electronic cameras. The exposed and developed film of foto
graphic camera is scanned for an electronic signal
processing of the image information can be undertaken. When playing
the camera images, the brightness is location dependent by multiplication
tion corrected with the determined ratio. With this execution
Example, the advantageous condition that the light
strength of the analysis spotlight for each object point
should be as that of the headlight to be tested, because with the electro
African image rendering both a reduction in brightness as well
brightness can also be increased.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen des erfin
dungsgemäßen Verfahrens ergeben sich im Zusammenhang mit der folgen
den Beschreibung.Further details and advantageous developments of the inventions
The inventive method result in connection with the follow
the description.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Bei dem erfindungsgemäßen Darstellungsverfahren der Lichtverteilung
eines zu prüfenden Scheinwerfers werden in einem ersten Schritt Auf
nahmen von einer realen Szene, z.B. von einer Straße, angefertigt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind fotografische Aufnahmen
vorgesehen. Für dynamische Szenen wird ein Film benötigt, während
für statische Szenen Dias ausreichend sind. Es eignen sich sowohl
Schwarzweiß- als auch Farbaufnahmen. Bei der Wiedergabe der sta
tischen oder bewegten Szene wird die Helligkeit in Abhängigkeit von
einem zu prüfenden Scheinwerfer korrigiert. Für einen Beobachter
stellt sich dadurch die Szene wirklichkeitsnah dar, wie wenn sie von
dem zu prüfenden Scheinwerfer beleuchtet worden wäre. Die Korrektur
wird ermittelt aus dem Verhältnis der Lichtstärke des zu prüfenden
Scheinwerfers und der des Analyse-Scheinwerfers. Das Verhältnis wird
für jeden Bildpunkt (x, y) ermittelt, indem die Lichtstärke I des zu
prüfenden Scheinwerfers mit der Lichtstärke I A des Analyse-Schein
werfers verglichen wird. Bei der Wiedergabe erfolgt die ortsabhängi
ge Korrektur der Helligkeit dadurch, daß jeder Punkt (x, y) der Auf
nahme mit dem Faktor k (x, y)= I/I A multipliziert wird.In the display method according to the invention of the light distribution of a headlight to be tested, recordings of a real scene, for example of a street, are made in a first step. According to the first embodiment, photographic recordings are provided. A film is required for dynamic scenes, while slides are sufficient for static scenes. Both black and white and color photographs are suitable. When playing the static or moving scene, the brightness is corrected depending on a headlight to be tested. For an observer, the scene is realistically as if it were illuminated by the headlight to be tested. The correction is determined from the ratio of the light intensity of the headlight to be tested and that of the analysis headlight. The ratio is determined for each pixel ( x , y ) by comparing the light intensity I of the headlight to be tested with the light intensity I A of the analysis headlight. During playback, the location-dependent correction of the brightness takes place in that each point ( x , y ) of the recording is multiplied by the factor k ( x, y ) = I / I A.
Äquivalent dazu ist die Ermittlung des Faktors k aus den Beleuch
tungsstärken, die mit beiden Scheinwerfern bei vorgegebenem Objekt
abstand erhalten wird. Bei dieser Methode zur Ermittlung des Faktors
k muß der zu prüfende Scheinwerfer als Prototyp vorhanden sein. Vor
teilhafterweise wird deshalb der Faktor k aus den Berechnungen der
Lichtstärke des zu prüfenden Scheinwerfers und der des Analyse-
Scheinwerfers ermittelt. Bei dieser Methode reicht die Kenntnis der
vorgegebenen Daten des zu prüfenden Scheinwerfers aus. Der ortsab
hängige Faktor k (x, y) wird beispielsweise durch eine Maske mit der
Dichte D= -10 log k (x, y) erhalten. Die Maske wird vor oder hinter
das Dia bzw. den Film gebracht, so daß sich die Dichte der Maske zu
derjenigen der Aufnahme addiert, die als durchsichtig angenommen
wird. In der Praxis gilt für die Herstellung der Maske, daß die
durch den Analyse-Scheinwerfer erzeugte Beleuchtung für jeden Punkt
höher ist als die durch den zu prüfenden Scheinwerfer. Deshalb ist
die Dichte D stets positiv und bewirkt damit eine Verminderung der
Lichtdurchlässigkeit. Diese Maske kann deshalb beispielsweise auf
einfachem Weg fotografisch hergestellt werden.Equivalent to this is the determination of the factor k from the illuminance, which is obtained with both headlights for a given object distance. With this method for determining the factor k , the headlight to be tested must be available as a prototype. The factor k is therefore advantageously determined from the calculations of the light intensity of the headlight to be tested and that of the analysis headlight. With this method, knowledge of the specified data of the headlight to be tested is sufficient. The location-dependent factor k ( x, y ) is obtained, for example, through a mask with the density D = -10 log k ( x, y ). The mask is placed in front of or behind the slide or film, so that the density of the mask is added to that of the image, which is assumed to be transparent. In practice it applies to the production of the mask that the illumination generated by the analysis headlight is higher for each point than that by the headlight to be tested. Therefore, the density D is always positive and thus reduces the light transmission. This mask can therefore be easily photographed, for example.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die reale
stationäre oder bewegte Szene mit einer Kamera aufzunehmen. Geeignet
sind fotografische und Videokameras. Der belichtete und entwickelte
Film der fotografischen Kamera wird abgetastet, um ein elektro
nisches Bildsignal zu erhalten. Bei der Wiedergabe der Aufnahmen
wird die Lichtstärke jedes Bildpunkts (x, y) mit dem Faktor k (x, y)
multipliziert. Die auf dem Wiedergabe-Bildschirm sichtbare Szene
wird dargestellt, wie wenn sie von dem zu prüfenden Scheinwerfer be
leuchtet worden wäre. Der Vorteil dieser elektronischen Bildermitt
lung und -verarbeitung besteht im Wegfall der fotografischen Verfah
rensschritte bei der Auswertung. Zur Darstellung von bewegten Szenen
wird ein leistungsfähiger Rechner benötigt, da die Anzahl der erfor
derlichen Multiplikationen pro Zeiteinheit gegenüber der Wiedergabe
einer stationären Szene stark ansteigt.According to the second exemplary embodiment, provision is made for the real stationary or moving scene to be recorded with a camera. Photographic and video cameras are suitable. The exposed and developed film of the photographic camera is scanned in order to obtain an electronic image signal. In the reproduction of images, the light intensity of each pixel (x, y) is the factor k (x, y) multiplied. The scene visible on the playback screen is displayed as if it had been illuminated by the headlight to be tested. The advantage of this electronic image detection and processing is that there are no photographic process steps involved in the evaluation. A powerful computer is required to display moving scenes, since the number of required multiplications per unit of time increases sharply compared to the playback of a stationary scene.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert ein richtiges Ergebnis, wenn
die Aufnahme der Szene von einem Standort ausgeführt wurde, der sich
im Zentrum des Analyse-Scheinwerfers befindet. Falls dieser Standort
versetzt ist, ergibt sich ein Fehler, der umso bedeutender ist, je
größer der Versatz im Verhältnis zum Abstand Objektpunkt zu Schein
werfer ist. Für genügend große in der Praxis auftretende Abstände
bleibt der Fehler unbedeutend, und das Verfahren eignet sich ohne
weitere Korrekturmaßnahmen, auch wenn die Aufnahmen vom Standort
beispielsweise des Fahrers eines Kraftfahrzeugs gemacht werden. Bei
Kenntnis der genauen Lage jedes Objektpunkts kann der Versatz be
rücksichtigt und ein Fehler korrigiert werden. Durch die Kenntnis
der räumlichen Lage jedes Objektpunkts ist es möglich, die Richtung
jedes Objektpunkts in Bezug zum Analyse-Scheinwerfer und zum zu
prüfenden Scheinwerfer zu bestimmen, woraus der Faktor k (x, y) zu
ermitteln ist. Die Lage jedes Bildpunkts ist beispielsweise mittels
zweier Stereobilder zu erhalten. Mit dieser Maßnahme wird auch die
Darstellung der Beleuchtung von mehreren, weit voneinander entfern
ten Scheinwerfern ermöglicht.The method according to the invention delivers a correct result if the recording of the scene was carried out from a location which is located in the center of the analysis spotlight. If this location is offset, an error arises which is all the more significant the greater the offset in relation to the distance between the object point and the headlight. The error remains insignificant for sufficiently large distances occurring in practice, and the method is suitable without further corrective measures, even if the images are taken from the location of, for example, the driver of a motor vehicle. If the exact location of each object point is known, the offset can be taken into account and an error can be corrected. By knowing the spatial position of each object point, it is possible to determine the direction of each object point in relation to the analysis headlight and the headlight to be tested, from which the factor k ( x, y ) can be determined. The position of each pixel can be obtained using two stereo images, for example. With this measure, the display of the lighting of several, far apart th headlights is made possible.